有机电致发光材料研究进展

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有机电致发光的研究与进展

有机电致发光的研究与进展史耀进【摘要】文章介绍了有机电致发光的发光机理及器件的结构,重点介绍了有机电致发光材料,并介绍了有机电致发光的进展.%Research advances on organic light- emitt ing devices (OLED) are reviewed. OLED's principle, structure and materials are illustrated. Some recent focus problems are discussed.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2011(030)034【总页数】1页(P48)【关键词】有机电致发光;有机发光器件;平板显示;薄膜【作者】史耀进【作者单位】西安卫光科技有限公司,西安710000【正文语种】中文【中图分类】TM231 概述有机电致发光（OLED）器件，是一种将是能直接转化为光能的器件。

1987年，Kodak公司首次研制成功有机小分子发光二极管。

与液晶显示器相比，OLED显示器具有高对比度、广视角、启动速度快和启动电压低等优点，被业界视为未来最有竞争潜力的有机发光材料显示器件。

2 有机电致发光的发光机理有机材料的电致发光属于注入式的复合发光。

是在一定电压的作用下，电子和空穴分别从分别从阴极和阳极注入到其相应的传输层，它是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极材料的，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，使发光分子激发，从而发出光亮来。

3 有机电致发光材料3.1 有机小分子发光材料有机小分子发光材料主要是金属螯合物，金属螯合物具有有机物的高荧光量子效率和无机物的高稳定性等优点，被认为是最有应用前景的一类发光材料，常用的金属离子是第Ⅱ主族元素如Be、Zn,第III主族元素如Al、Ga、In以及稀土元素如Tb、Eu、Gd。

8-羟基喹啉金属螯合物是目前研究较多的有机小分子发光材料，是很好的绿色发光材料。

电致发光及其研究进展

4)发光色度由于人眼对不同颜色的感觉不同，所以不能测量颜色，仅能判断颜色相等的程度。为了客观地描述和测量颜色， 1931年国际照明委员会(CI E)建立了标准色度系统，推荐了标准照明物和标准观察者。通过测量物体颜色的三刺激值(X，Y，Z)或色品坐标(x，y，z)来确定颜色。通常，用色度计来测量颜色。 5)发光寿命寿命定义为亮度降低到初始亮度的50％时所需的时间。应用市场要求OLED在连续操作下的使用寿命达到10000
二、电致发光的发光机理
电致发光的发光机理是被加速的过热电子碰撞、激发发光中心，使发光中心被激发到高能态而发光。
电致发光包括四个基本过程：
（1）载流子从绝缘层和发光层界面处的局域态穿过进入发光层；（2）载流子在发光层的高电场中加速成为过热电子；（3）过热电子碰撞、激发发光中心；（4）载流子再次被束缚到定域态。
四、有机电致发光的优点及性能参数
1.有机电致发光的优点
有机电致发光比起发展较早的无机电致发光而言，具有材料选择范围宽、可实现由蓝光区到红光区的全彩色显示、驱动电压低、发光亮度和发光效率高、视野角度宽、响应速度快、制作过程相对简单、成本低，并可实现柔性显示等诸多优点。在制造上，由于采用有机材料，可以通过有机合成方法获得，与无机材料相比较，不仅不耗费自然资源，而且还可以通过合成，得到新的更好性能的有机材料，使OLED的性能不断地向前发展。
一、电致发光的简介
1.发光
光辐射可以分为平衡辐射和非平衡辐射两大类，即热辐射和发光。任何物体只要具有一定的温度，则该物体必定具有与此温度下处于热平衡状态的热辐射。非平衡辐射是指在某种外界作用的激发下，体系偏离原来的平衡态，如果物体在向平衡态回复的过程中，其多余的能量以光辐射方式发射，则称为发光。因此发光是一种叠加在热辐射背景上的非平衡辐射，其持续时间要超过光的振动周期。

蒽类电致发光材料研究进展

（ａ）ＡＤＮ（ｂ）ＴＢＡＤＮ（ｃ）ＭＡＤＮ（ｄ）ＤＴＢＡＤＮ
β－ＮＰＡ图４芳胺基取代蒽
（ｅ）ＴＴＢＡＤＮ（ｆ）α－ＴＭＡＤＮ（ｇ）β－ＴＭＡＤＮ
图２ＡＤＮ及其衍生物
１．１．３芴及其它芳基取代蒽有人将芴或芴的衍生物与蒽基团结合起来，不但
改善了蒽的热稳定性及成膜性，而且仍能保持较好的蓝光发射。如图３中的ＤＰＦＡ（图３（ａ））［２３］和Ｓｐｉｒｏ－ＦＰＡ１（图３（ｂ））［２４］。Ｓｐｉｒｏ－ＦＰＡ１的非平面结构降低了结晶趋势并提高了玻璃化转变温度，而且增强了溶解性。以它作为发光材料制备的器件得到了深蓝色的光ＣＩＥ（０．１４，０．１４）。发光效率最高达到４．５ｃｄ／Ａ。Ｔａｏ等［２５］
Ａｐｒ．，２００８，总第８６期
现代显示ＡｄｖａｎｃｅｄＤｉｓｐｌａｙ３１
薛云娜等：蒽类电致发光材料研究进展
１．３乙烯基取代蒽
乙烯基取代蒽由于增加了分子内共轭程度，使它的发光红移，具有较高的发光效率和空穴传输能力。１９９６年，Ｍａｔｓｕｕｒａ在专利［２７］中保护的乙烯基取代芳烃，通式如图５（ａ）。９，１０－二［（９－乙基－３－咔唑）－乙烯基］蒽（图５（ｂ））是ＡｍｅｒｉｃａｎＤｙｅＳｏｕｒｃｅ［２８］一种性能较好的乙烯基蒽类发光材料。由于芳基乙烯基取代蒽有较强的空穴传输能力，它们还可以作为空穴传输材料。１９９９年Ｋｏｄａｋ公司在专利［２９］中保护了一系列芳基乙烯基蒽空穴传输材料。典型的化合物结构如图５（ｃ）中的ＤＰＶＡｎ。芳乙烯基蒽类材料也可以作为电子传输材料［３０］和红光器件的主体材料［９］。
应速度快、低压直流驱动等诸多优点。随着研究工作

树形分子有机电致发光材料研究

近年来，们对一类新型分子一形分子（ｅｄｉｒ）人树ｄｎｒｍｅｓ
等优点］越来越受到人们的重视。ＯＬ材料从开，Ｅ
始的小分子到后来的高分子，们进行了大量研究。人有机小分子和高分子材料各有优缺点：机小分子材有
料具有发光色度纯、光效率高、流子传输性能好以荧载及发光波长可覆盖整个可见光范围等优点，同时也存在如器件制备工艺复杂、膜和工作过程中易发生结成
１引言
有机电致发光（ｒａｉｌｃｒｌｍｉｅｃｎｅｏｇｎｃｅｔｏｕｎｓｅｃ，ｅ
成（１［８：个居中的核（ｏｅ，干个重复单元图）－３一６ｃｒ）若组成的树枝（ｅБайду номын сангаасｄｏ，枝层数由分子代数表示，数ｄｎｒｎ树层越多分子代数越大）大量具有特定功能的表面单元及
树形分子与传统的高分子不同，不仅在于它所具有的树枝结构及由此形成的空腔（ａｉ）ｃｖｔ和密堆积表ｙ
引起人们足够的重视。１８９７年，Ｔｎａｇ等人Ｌ对有机２
发光器件（ｒａｉｌｈｍｉｉｇｄｏｅＯＬＤ）了开ｏｇｎｃｉｔｅｔｎｉｄ，Ｅ做ｇｔ创性的工作。他们以８羟基喹啉铝（ｑ）为发光一Ａｌ。作

有机发光器件的研究进展及应用前景(综述)

１０ｕ ∞ 的研究历程
在无机材料领域中研究由电场激发导致的发光现象已有较长的历史，而对有机材料领域中电致发光现象的研究则始于２０世纪６０年代１６９３年，Ｍｚｌｌ１１在高荧光量子效率的有机物蒽（呲｜ａｅｅ的单晶上ＰＫＸｌ１１１ｑｉｉ／４３Ａ Ⅱ ｏｒ）Ｉ
成功了有机小分子为基的二层发光二极管（ＬＯ）他们所展示的器件由铟一锡氧化物（呻）明薄膜作为ＯＥ．１透阳极注人空穴，银台金（（）～（ｊ＝ｌ：）为阴极注入电子，中夹有两层有机分子二元胺（Ｊｎ）镁 № ：＾）Ｏ１作其Ｄａｅｍｉ和八羟基喹啉铝（ｌ３，ｉ，ｅ作为空穴的传输层（＇）Ａｑ既是电子传输层（ｒ＿叉作发光层（Ｌ）该器Ａｑ）ＤａＸｎｎｎｒ，ｌ３ＬＥＩ）ＥＬ，件的发光亮度太（０ｄｍ）发光效率高（．／．动电压低（０ｖ）这是研究ＯＥ的一个重要里程１０ｏ／２，１５ＩＷ）驱ａｒ＜１ＬＤ碑，至此它吸引了世界各国科学家的广泛注意近年来，纯有机导电聚台物的发展，机／台物发光二极管（ＬＤ的研究十分活跃高有聚ＯＥ）１８９８～１８９９年ｃｄｅＪＷＴｋｔＡａｈ，ｏｉｏ等一制成功了３层薄膜结构的ＯＥ发出鲜亮的红光研ＬＤ，由于它的发光１８９９年Ｗｃ．

有机荧光材料研究进展

、生理学、环境科学、信息科学方面都有
［%， A］
广阔的应用前景
。在导弹预警上，采用有机荧
光材料涂层的 B2 C DDE（ B2 C D:=6>1 C D/5041F 探测器不仅具有全方位、全天候的预警作 E1G<817）用，并且具有易于制作大面积的图像传感器的特点。同时具有材料改良容易，制作工艺简单，成本低廉等优点而引起了人们的极大关注。目前有机荧光材料的研究异常活跃，集中表现在 “材料— 工艺—器件—集成” 的协同发展。
我们曾经设计合成了一系列新型铕金属配合物电致红光材料研究了其结构与电致发光性能的关系48其中四元铕金属单核配合物31的电致发光亮度达16cd是相应三元铕金属配合物32电致发光器件亮度的22结束语随着人们对荧光化合物电子光谱及光物理行为的深入研究特别是对荧光化合物的分子结构及周围环境给化合物光谱行为和发光强度所带来的影响及对其规律的认识使人们在利用荧光化合物作为染料电致发光材料光电导材料能量转换材料及探针等方面都有巨大的进展但对于荧光化合物的荧光猝灭能量转换电子转移以及激发单体与激基缔合物间的发光平衡和聚集体系的发光等机理尚有待更进一步的研究尤其对于多元化的体系尚存在着许多值得深入探索的问参考文献
［%+］穴传输材料等领域。1% 还可以作为一个信息［%.］传递的机制性部件。它是一种强荧光物质，其
中 1，构成分子内 % 位苯基与中心吡唑啉基共轭，共轭的电荷转移体系，其中 1 位 F 为电子给体，而处于 . 位的苯甲酸盐与上 % 位 ; 则为电子受体，述共轭体系相互隔离，彼此间只能通过非共轭的 F— ; 单键而发生经过键的电子转移。当 1% 处于酸性条件下， . 位的苯甲酸盐变为具有拉电子能力的苯甲酸基，此时经激发后的 1 位 F 处的电子可经过 F— ; 单键与苯甲酸间发生电子转移而使相反，如处于碱性条件下，则.位 1% 的荧光猝灭；苯甲酸盐成为推电子基而使 1% 的荧光大大增强。吡唑啉衍生物还可作为有机电致发光材料。我们曾经设计合成了三种吡唑啉衍生物（ 1+， 1.，，通过选择适当的取代基调整分子的共轭度及 1&）吸、供电性和空间结构，使发光波长位于蓝光区

有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展

有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展有机电致发光发展历程及TADF材料的发展进展1.1引⾔有机光电材料（Organic Optoelectronic Materials），是具有光⼦和电⼦的产⽣、转换和传输等特性的有机材料。

⽬前，有机光电材料可控的光电性能已应⽤于有机发光⼆极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）[1,2,3]，有机太阳能电池（Organic Photovoltage，OPV）[4,5,6]，有机场效应晶体管（Organic Field Effect Transistor，OFET）[7,8,9]，⽣物/化学/光传感器[10,11,12]，储存器[13,14,15]，甚⾄是有机激光器[16,17]。

和传统的⽆机导体和半导体不同，有机⼩分⼦和聚合物可以由不同的有机和⾼分⼦化学⽅法合成，从⽽可制备出⼤量多样的有机半导体材料，这对于提⾼有机电⼦器件的性能有⼗分重要的意义。

其中，有机电致发光近⼗⼏年来受到了⼈们极⼤的关注。

有机电致发光主要有两个应⽤：⼀是信息显⽰，⼆是固体照明。

在信息显⽰⽅⾯，⽬前市⾯上主流的显⽰产品是液晶显⽰器（Liquid Crystal Display，LCD），它基本在这个世纪初取代了阴极射线管显⽰，被⼴泛应⽤于各种信息显⽰，如电脑屏幕，电视，⼿机，以及数码照相机等。

但是，液晶显⽰器也有其特有的缺点，⽐如响应速度慢，需要背光源，能耗⾼，视⾓⼩，⼯作温度范围窄等。

所以⼈们也迫切需要寻求⼀种新的显⽰技术来改变这种局⾯。

有机发光⼆级管显⽰器（OLED）被认为极有可能成为下⼀代显⽰器。

因为其是主动发光，相对于液晶显⽰器有着能耗低，响应速度快，可视⾓⼴，器件结构可以做的更薄，低温特性出众，甚⾄可以做成柔性显⽰屏等优势。

但是，有机发光显⽰技术⽬前还有许多瓶颈需要解决，尤其是在蓝光显⽰上，还需要⾯对蓝光显⽰的⾊度不纯，效率不⾼，材料寿命短的挑战。

有机电致发光材料的研究进展及应用

有机电致发光材料的研究进展及应用材化1111班王蒙 1120213122摘要：简要论述有机电致发光设备的发光机理、器件结构及彩色显示方法，详细介绍有机电致发光材料的种类、组成、特点和研究近况，并对其用途和前景，尤其在军事领域的应用作了一定介绍。

另外还指出了有机电致发光在商业化过程中一些急待解决的问题。

关键词：有机发光材料，进展，应用。

正文：信息技术的持续快速发展对信息显示系统的性能，如亮度、对比度、色彩变化、分辨率、成本、能量消耗、质量和厚度等均提出了高的要求。

在已有的成熟显示技术中，电致发光显示设备能够满足上述性能要求，另外它还具有宽视角、较宽的工作温度范围和固有的强度等优点。

电致发光显示设备一般包括发光二极管(LED)、粉末磷设备、薄膜电致发光设备(TFEL)和厚介质电致发光设备等。

目前的信息显示市场上真正的参与者主要是TFEL和有机LED (OLED)。

OELD技术的发展时间并不很长，但发展速度较快。

近几年，随着市场对高质量、高可靠性、大信息量显示器件的需求日益增加，OLED技术更是得到了长足的发展，目前已有多种OLED产品投入市场。

1997年，日本Pioneer公司推出配备有绿色点阵OLED的车载音响，并建立了世界上第一条OELD生产线。

1998年，日本NEC、Pioneer公司各自研制出5英寸无源驱动全彩色四分之一显示绘图阵列(QVGA)有机发光显示器。

2000年，Motorola公司推出了有机显示屏手机。

2002年，Toshiba公司推出了17英寸的全彩色显示器。

清华大学与北京维信诺公司共同开发出国内首款多色OLED手机模块。

2003年，台湾奇美电子公司与IBM合作推出加英寸的OELD显示器。

2004年5月，日本精工爱普生公司研制成功的40英寸大屏幕OLED显示器以全彩、超薄、动态影像显示流畅的特点成为OELD显示市场上最大的亮点。

2006年，首尔半导体株式会社的子公司SeoulOptodeviceCo．Lid．以控股方式与美国SensorElectronicTechnology公司共同开发生产的世界唯一的短波长紫外发光二极管(UVEL D)产品已开始量产。

有机小分子电致磷光材料研究进展

ＡｂｔａｔｓｒｃＤｕｉｇｔｅｐｓｗｏｄｃｄｓｈｒｐｅｘｉｏｔｔｓｏｌｃｒｐｏｐｏｅｃｎｔｒａｓａｅｎｔｒｎｈａｔｔｅａｅ，ｔｅｔｉｌｔｅｃｔｎｓａｅｆｅｅｔｏｈｓｈｒｓｅｔｍａｅｉｌｒｏ
ｒｓａｃｎｏｇｎｍｅａｌｏｌｘｓｕｅｓｅｅｔｏｈｓｈｒｓｅｔｍａｅｉｌｎｏｇｎｃｌｈ－ｍｉｔｇｄｏｅ（ＥＤ）ｅｅｒｈｏｒａｏｔｌｃｃｍｐｅｅｓｄａｌｃｒｐｏｐｏｅｃｎｔｒａｓｉｒａｉｉｔｅｔｉｉｄｓＯＬｉｇｎ
ｆｒｐｏｐｏｅｃｎｔｒｌ．ｏｈｓｈｒｓｅｔｍａｅｉｓａ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ
ｒｓｅｔｅｈｎｓｅｃｎｃａｉｍｍ
ｏｇｎｍｅａｌｒｄｕｏｒａｏｔｌｃｉｉｉｃｍｐｌｘｅｅｔｏｕｎｓｅｃ，ｐｏｐｏｅｃｎｔｒｌｅｅｔｏｈｓｈ — ｉｍｅ，ｌｃｒｌｍｉｅｃｎｅｈｓｈｒｓｅｔｍａｅｉ，ｌｃｒｐｏｐｏａ
ＷＡＮＧＸａｌｎ，ＵＮＹｕｍｉｇＪＡＮＧＷｅ，ＷＡＮＧＱｉＳｉｏｉｇＳｅｎ，Ｉａｉ，ＯＮＧＫｕｚｏｇｎｈｎ
（ｃｏｌｆｈｍｉｔｎｈｍｉｌｎｉｅｒｇＳｕｈａｔｉｅｓｙＮａｊｇ２０９）ＳｈｏｅｓｒａｄＣｅｃｇｎｅｉ，ｏｔｅｓｖｒｉ，ｎｉ１０６ｏＣｙａＥｎＵｎｔｎ
理和掺杂剂材料以及器件制作的研究进展，了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景，展望并提出了今后磷光材料

硅基有机红外及可见电致发光

硅基有机红外及可见电致发光摘要：近年来，随着人们对硅基有机材料的研究深入，硅基有机红外及可见电致发光逐渐成为热门研究领域。

本文对硅基有机红外及可见电致发光的研究进展进行了综述。

首先，对硅基有机材料的结构特点进行了概述，介绍了硅基有机材料的制备方法及其在红外及可见电致发光中的应用。

然后，对硅基有机电致发光的机理、量子效率和发光稳定性进行了讨论。

最后，探讨了硅基有机材料在光电子学和生物医学等领域的应用前景。

关键词：硅基有机材料，红外发光，可见发光，电致发光，量子效率，发光稳定性，应用前景一、绪论硅是一种广泛应用于半导体工业中的材料，具有优良的光电性能。

硅的使用范围已经远远超过半导体器件领域，如：硅光电流电池（Si-APD）、硅基光电倍增管、硅基光开关等，硅材料的广泛应用已成为光电子学领域的一个热点。

然而，由于硅材料禁带宽度太窄，不能发出可见光，因此其在光学领域的应用受到了一定的限制。

为了解决这个问题，人们研究了硅基有机材料。

硅基有机材料是一种由硅原子与有机基团构成的复合材料，具有良好的光学性能，其禁带宽度比硅宽，能够发出可见光，因此在光电子学领域有广泛的应用。

二、硅基有机材料的制备硅基有机材料的制备方法主要有两种：有机溶剂法和气相沉积法。

有机溶剂法是将硅烷和有机化合物在有机溶剂中混合，通过控制温度和反应时间来合成硅基有机材料。

气相沉积法是将硅源和有机化合物在一定的温度和压力下反应，通过升温和离子束注入来得到硅基有机材料。

硅基有机材料的制备方法及条件对其性能有很大的影响。

三、硅基有机红外发光硅基有机红外发光主要是通过电致发光实现的。

硅基有机材料的电致发光是由载流子在材料内部运动而产生的。

通过载流子的复合，能量被释放出来，导致电致发光。

硅基有机材料的电致发光光谱主要分布在红外波段，其发光波长范围从800nm到1300nm。

四、硅基有机可见电致发光硅基有机材料的可见电致发光是指发光波长分布在可见光波段的现象。

第五讲：有机电致发光材料

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武汉工业学院化学与环境工程学院
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3 有机电致发光器件
3.1 有机电致发光器件的结构有机电致发光器件(Organic Electro Luminescence
Devices OELD)的效率和寿命与器件结构的设计密切相关，合理地设计器件结构，对提高器件性能是十分重要的。
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OELD结构示意图
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多层结构
近几年又出现了一种新的多层器件结构。在ITO和空穴传输层之间加入一层铜酞菁(CuPc)缓冲层作为空穴注入层，其效果是可以大大延长器件的工作寿命。为保证电极与有机物之间的良好接触及电子的有效注入，在金属层和有机物之间加一层很薄的MgO或LiF缓冲层作为电子注入层，降低了器件的驱动电压，并使器件的效率和亮度大大提高。
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①.在可见光范围内具有较高的荧光量子效率或良好的半导体特性
②.能有效地传输空穴或电子
③.高质量的成膜特性
④.良好的机械加工性能和光、电、热稳定性。
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自从1987年OLED研究工作取得实质性进展以来，人们对OELM进行了广泛而深入的研究，并取得了可喜的成绩，目前，所合成的OELM成千万，其分类方法也是多种多样。
的高亮度、高效率有机薄膜电致发光器件，使有机EL获得了划时代的发展。
＊ Adachi等发表了三层的结构，同样得到了稳定、低驱动
压、高亮度的器件。
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有机电致发光器件OLED技术介绍

有机电致发光器件OLED技术介绍摘要：有机电致发光器件（OLED）具有效率高、亮度高、驱动电压低、响应速度快以及能实现大面积光电显示等优点，因其在平板显示和高效照明领域具有极大的应用前景而引起广泛关注，也是21世纪首选的绿色照明光源之一。

虽然目前平板显示市场主流产品仍为LCD，OLED仍存在问题，但技术的发展与突破将必将会使OLED在未来大放异彩。

关键词：有机电致发光，OLED技术，OLED材料一、OLED简介OLED (Organic Light Emitting Display，有机电致发光显示，又称“有机EL显示”）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。

其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。

辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。

根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器，也叫OLED显示器。

二、OLED发光原理有机电致发光属于载流子双注入型发光器件，所以又称为有机发光二级管。

其发光的机理一般认为如下：在外加电压的作用下，电子从阴极注入到有机物的最低空轨道（LUMO），而空穴则由阳极注入到有机物的最高占据轨道（HOMO）。

载流子在有机分子薄膜中的迁移被认为是跳跃运动和隧穿运动，并认为这两种运动是在能带中进行。

当电子和空穴在某一复合区复合后，形成分子激子，激子在有机固体薄膜中不断做自由扩散运动，并以辐射或无辐射的方式失活。

当激子由激发态以辐射跃迁的方式回到基态时，我们就观测到电致发光现象。

而发射光的颜色则是由激发态到基态的能级差所决定的。

有机电致发光过程通常由以下几个阶段完成：1)载流子的注入。

在外加电场的条件下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜层注入；2)载流子的迁移。

有机电致发光器件简介

空穴注入层通常由宽带隙半导体材料组成，如二氧化硅（SiO2）或氮化硅（Si3N4），这些材料能够有效地将正电荷注入到空穴传输层中。
空穴传输层
总结词
空穴传输层负责传输空穴到发光层。
详细描述
空穴传输层通常由有机材料组成，如多苯基小分子或聚合物，这些材料具有较高的空穴迁移率，能够有效地将空穴传输到发光层。
度的显示效果。
THANK YOU
多色与高分辨率有机电致发光器件研究进展
多色与高分辨率有机电致发光器件是未来发展的重要趋势之一，其研究进展主要集中在彩色显示和高分辨率显示两个
方面。
在彩色显示方面，研究者通过合成不同颜色的发光材料和精细的掺杂技术，实
现全色显示和多色动态显示。
在高分辨率显示方面，研究者采用高精度印刷和纳米光刻技术，制备高分辨率的像素电极和功能层，从而实现高清晰
照明应用
总结词
有机电致发光器件具有高效、环保、可弯曲等优点，在照明领域具有广阔的应用前景。
详细描述
有机电致发光器件的发光效率高，能够实现高效照明，同时其环保无汞的特性符合绿色照明的趋势。此外，有机电致发光器件还可以制成柔性照明产品，如柔性灯带、可折叠灯具等，具有广泛的应用场景。
生物成像与传感应用
热活化延迟荧光材料的发光寿命较长，且具有较高的发光效率，因此在有机电致发光器件中具有广阔的应用前景。
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有机电致发光器件的应用
显示应用
总结词
有机电致发光器件在显示领域具有高对比度、宽色域、低能耗等优势，被广泛应用于电视、显示器、广告牌等显示设备。
VS
详细描述
有机电致发光器件通过电流激发有机材料，产生可见光，具有自发光的特性，无需背光源，因此可以实现高对比度和宽色域的显示效果。同时，有机电致发光器件的能耗较低，能够降低显示设备的运行成本和维护成本。

有机电致发光材料的研究现状.doc

有机电致发光材料的研究现状.期末论文题目:有机电致发光材料学院研究现状:专业:班级级别:号码:姓氏:有机电致发光材料的研究现状综述；本文简要概述了有机电致发光显示器件的发展历史、器件结构、工作特性、优点、发展现状和趋势。

详细介绍了有机发光材料的研究现状，包括小分子发光材料、高分子发光材料和新材料的开发。

最后，总结了国内外有机发光二极管技术的发展。

关键词:小分子有机电致发光有机电致发光聚合物有机电致发光材料的研究与开发摘要有机发光专业行业:班级级别:号码:姓氏:有机电致发光材料的研究现状综述；本文简要概述了有机电致发光显示器件的发展历史、器件结构、工作特性、优点、发展现状和趋势。

详细介绍了有机发光材料的研究现状，包括小分子发光材料、高分子发光材料和新材料的开发。

最后，总结了国内外有机发光二极管技术的发展。

关键词:小分子有机电致发光有机电致发光材料的研究与发展摘要有机光:[1]朱国强，王子君，刘兴元等，“有机电致发光的现状与发展趋势”，光机电信息。

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基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究进展

基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究进展高桂才;任铁钢【摘要】Due to the limitation of exciton statistical regularity, the energy efficiency of fluorescent OLED materials is less than 25%.In order to obtain efficient and cheap OLED materials, the research breakthrough on the laws of the exciton statistics received widespread attention, and the present study mainly can be classified in three directions: the conjugated polymer materials that breakthrough the exciton statistical limits, the delayed fluorescence materials based on reverse intersystem crossing (RISC) and the materials based on "hot exciton" theory and hybrid-local charge transfer (HLCT) states.In this paper, the third generation organic electroluminescent materials based on high exciton utilization ratio are reviewed, and its future research prospects are expected.%荧光OLED材料由于受到激子统计规律的限制,其能量利用效率小于25%.为了开发高效而价廉的OLED材料,突破激子统计规律的研究受到了广泛关注,目前的研究主要集中在三个方向: 突破激子统计限制的共轭聚合物材料、三线态反系间窜越(RISC)的延迟荧光材料以及"热激子"(hot exciton)与杂化局域-电荷转移(HLCT)激发态材料.对近年来在基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究方面的进展情况进行综述,同时对其未来的研究前景进行了展望.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)002【总页数】7页(P150-156)【关键词】激子统计;延迟荧光;杂化局域-电荷转移;T-T态激子湮灭;热激子【作者】高桂才;任铁钢【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封 475004;湖南省桃江县第四中学,湖南益阳 413414;河南大学化学化工学院,河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】O481.1;TK02有机发光二极管(OLED)技术在新一代显示技术中的应用受到了广泛的关注. OLED 器件由于具有独特的结构性能，使其作为新一代显示技术正在快速崛起. 目前，由于平板显示技术对 OLED 器件的效率、寿命等性能的要求相对较低，OLED 器件已经实现了部分小规模生产，并且在手机、平板电脑、汽车仪表、多媒体播放器、数码相机、可穿戴设备等电子产品上得到了广泛的应用. 市场研究机构IHS Markit 的研究显示，全球AMOLED产能将从2014年的500万m2增加到2020年的3 000万m2，2015年OLED年产值已达到 60亿美元，预期到了2018 年将超过200亿美元. OLED技术良好的应用前景，使得其研究进入了一个快速发展的新时期. 而对于发光材料的研究仍然是OLED技术的核心，它直接关系到显示器件的制备成本和产品性能.对于利用单线态发光的荧光材料来说，其器件的内量子效率理论上低于25%. 为了提高器件的效率，三线态能量的利用成为OLED发光材料研究的热点. 1998年，BALDO等 [1]使用磷光材料PtOEP制备了外量子效率和内量子效率分别为4%和23%的磷光器件；随后以Ir配合物为代表的金属配合物磷光材料的研究取得了长足的发展，成为目前OLED器件的主流材料，即第二代发光材料. 但铱(Ir)配合物材料由于存在价格昂贵，铱资源紧缺，色度不全(蓝色磷光材料缺乏)等问题，限制了OLED显示器件的广泛应用. 因此，人们必须重新思考高激子利用率的方法. 目前，多种方法被应用来提高激子的利用率.由此可见，OLED发光材料的研究经历了三个阶段：第一代OLED发光材料以三(8-羟基喹啉)铝(AlQ3)[2]为代表，专利权由柯达公司掌握，作为荧光材料，其能量利用率理论上不超过25%. 第二代发光材料是当前OLED显示器件的主流发光材料，以铱(Ir)配合物为代表，专利权由美国的UDC公司掌握[3-4]，其能量利用效率理论上可达到100%. 目前，高的能量利用效率和低的制备成本成为新一代OLED发光材料研究的热点，主要集中在以下三个方面：1)突破激子统计(25%)限制的共轭聚合物荧光材料；2)三线态反系间窜越(RISC)的延迟荧光材料；3)“热激子”与杂化局域-电荷转移(HLCT)激化态发光材料[5]. 本文通过对当前基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究进展情况的总结，分析了这三类材料的发光机理，指出了这些材料的特点和存在的不足. 对第三代OLED材料的应用前景进行了展望. 虽然，出于提高器件的激子利用率的目的使得磷光材料的研究备受关注，但获得更低制备成本和更稳定性能的显示器件才是OLED材料研究的最终目的. 于是研究者将目光重新投注到低成本的纯有机发光材料. 对激子统计规律的突破首先在共轭聚合物材料上取得了成功. 1999年CAO等[6]对两种共轭聚合物OC1C10-PPV和MEH-PPV的电致发光行为进行研究时发现，在荧光共轭聚合物体系中S激子比例(XS)可达到50%. 这是首次报道XS>25%的荧光器件, 具有重要的科学与实用价值. 他们发现, 利用经典的共轭聚合物OC1C10-PPV+20% Bu-PBD，当载流子注入和传输达到平衡时QEext(EL)约为4%, QEext(PL)约为8%, XS =QEext(EL)/QEext(PL) ≈50% . 普遍认为大的XS与共轭聚合物体系的弱激子束缚能有关, 由于激子的束缚能非常小时，三线态激子更倾向于被热活化成自由的载流子，这时激子的利用率自然不受激子统计的限制，因此可以推断这时电注入下电子-空穴复合生成S态和T态激子的比例大于激子统计的1∶3. 2000年，剑桥大学的FRIEND课题组也观测到共轭聚合物器件的XS达到45%左右[7]. 他们的实验表明只有长链共轭聚合物才存在高的XS值，而对于短链聚合物来说，其XS依然小于25%，作者认为此种现象的出现跟共轭聚合物的激子束缚半径的大小有关，事实上共轭聚合物的激子束缚半径的增大导致了激子态束缚能的减弱，与CAO的解释十分相似. 2000年，SHUAI等[8]利用分子轨道微扰理论计算了与分子间电荷转移过程相关的单线态和三线态分子激子的形成速率. 并在聚合物链间电荷转移(CT)态的基础上提出激子形成的过渡态模型，该理论模型的分析表明聚合物链间电荷转移过渡态对自旋具有选择性，可以在表观上引起单重态的生成截面和三重态的生成截面(σS/σT)比例的变化，从理论上解释了共轭聚合物材料突破激子统计规律限制的原因. 随着理论研究的突破，证明在OLED器件中突破经典激子统计在实验上和原理上均是可行的. 但由于共轭聚合物荧光器件在实际应用上的限制，2001年后激子统计的研究相对地沉寂下来. 虽然聚合物电致发光材料的研究一直在不断地进行，并且取得了长足的进展，但研究的热点已经转向了聚合物磷光材料等方面[9]. 对于有机小分子OLED材料来说，突破激子统计规律的研究相对较晚一些. 研究发现当T激子通过反系间窜越方式转化为辐射的S激子时, 同样表现出大的XS. 目前采用的手段主要有热活化延迟荧光(TADF)[10-12]和T-T态激子湮灭(TTA)[13] 两种，其作用机制如图1所示. 从它们的发光机制可以看出，两类材料均表现出明显的延时发光现象，都属于延迟荧光材料；其中TADF材料要求分子的S1激发态与T1激发态的能量差(ΔEST)足够小，这样T1态激子才容易在吸收外界热量后反系间窜越回到S1态，然后再通过辐射跃迁过程发出荧光；而TTA类材料不需要分子具有小的ΔEST，反而大的ΔEST更有利于TTA过程的发生[14].2.1 T-T态激子湮灭(TTA)TTA是一种普遍的光化学现象，科学家最先在菲和芘等稠环芳香化合物溶液中观察到了这一现象. 利用TTA的原理将T激子转变为S激子，能够得到>25%的XS,因此，TTA 用于电致发光也是提高XS的途径之一. 2012年，英国剑桥大学的WALLIKEWITZ等[16]利用光泵探测方法对共轭聚合物F8BT的三线态动力学进行了研究.利用F8BT为发光材料的OLED器件的外量子效率达到6.5%，通过TTA途径贡献了33%的S激子. TTA对XS的贡献约为15%，这与经典TTA理论预测吻合(见图2).其实早在2003年，MONKMAN课题组的SINHA等[17]就在实验中观察到了由TTA引起的延迟荧光. 并且这种延迟荧光的动力学机理不同于先前从PL光谱检测得到的延迟荧光机理，实验结果表明，在这种PLED器件在存在一种明显的由载流子引起的快速(亚微秒级)的三线态激子猝灭过程，就是这种三线态激子猝灭过程产生了额外的15%的S1激子. 2013年MONKMAN课题组的CHIANG等[14]又设计合成了含有蒽结构单元的发光材料，通过增大T1-T2能隙，阻隔其他TTA途径，使器件的外量子效率达到6%，发光效率达到20 cd/A. XS为59%, TTA对S激子生成的贡献为34%, 接近理论值37.5% (75%/2, 假设两个T激子转化成1个S激子). 可见TTA机制最大的XS=25%+37.5%=62.5%. 由于需要设计具有特殊结构的材料分子, 以及存在效率滚降等问题, 在一定程度上制约其广泛应用.根据自旋统计, 电荷复合产生25% S1 激子和75% T1 激子. T-T激子碰撞(triplet-triplet collison, TTC)导致1个T激子通过非辐射回到基态S0, 另1个形成由1/4 S成分和3/4 T成分组成的高能量中间态(IN). 若TTC 过程重复多次, 则能产生额外15% S1激子.2.2 热活化延迟荧光(TADF)2009年，日本九州大学的ENDO等[18]使用具有TADF特性的SnF2-卟啉配合物材料制备OLED器件. 提出了利用T态激子通过反系间窜越方式转变为辐射的S激子，以此来增加XS的思想. 实验结果表明，材料的荧光强度随着温度的升高而增大，因此，可以通过热活化的方式促进T1态到S1激发态的反系间窜越，使材料的荧光量子产率增加，发光效率得到增强. 同时作者基于实验结果和理论分析提出了设计高效TADF分子的指导方针：好的TADF材料分子应该具有刚性的分子结构、小的ΔEST和大的kRISC.由于器件的效率仅为0.3%(400 K),当时并没有引起普遍的关注；2010年，DEATON 等[19]设计并合成了铜配合物{Cu(PNP-tBu)}2 (荧光量子效率为57%)，并将其作为荧光染料掺杂到TAPC中制备 OLED器件，通过对器件结构的优化，实现了最大16.1%的外量子效率. 随后在2011 年，ADACHI 研究组在使用纯有机化合物作为发光材料制备的OLED器件中实现了TADF的发射，获得了最高5.3%的外量子效率[20]. 接下来的几年里，ADACHI课题组连续发表了他们在纯有机小分子 TADF材料研究方面的系列成果[21-26]，由于使用TADF的发射，突破了经典激子统计规律的限制，所制备的OLED器件的效率也一路攀升. 终于在 2012 年他们获得了可以和磷光 OLED效率相比拟的接近100%的内量子效率(IQE)，这一研究成果发表在Nature上[27]. 2015年，SHIU 等[28]利用带正电的B原子为核，将电子供体和电子受体两部分连起来，设计合成了一系列硼化合物荧光材料. 这类分子的HOMO能级与LUMO能级的重叠小，从而具有很小的ΔEST, 其器件的最大外量子效率达到了13.6%. 作者认为分子强的刚性，小的ΔEST和相对较高的荧光量子效率是这类材料实现高效TADF发射的重要影响因素. 2016年，RAJAMALLI等[29]将合成的BPy-p3C分子掺杂到mCBP主体材料中，得到了最大外量子效率达23.9%的蓝光器件，器件的能量效率为50.6 lm/W,亮度为16 700 cd/m2(14 V). 由于TADF材料展示出了优良的电致发光性能，使其在短短几年里就取得了长足的进步，其中绿光和蓝光材料在发光效率方面已经达到了与磷光OLED相当或更高的水平，受到了广泛的关注，成为当今OLED材料研究最热的方向. 最近两年关于TADF材料的报道非常多，并且无论是材料的发光性能还是器件的制备方法和结构设计，均有所突破. 使得TADF材料作为第三代OLED材料的应用前景也越来越明朗.TADF材料的研究，从研究的侧重点的不同又可分为两个阶段. 2012年以前，研究的侧重点是分子内的延迟荧光材料，在2009～2012年的几年时间里，一系列的不同发光颜色的TADF材料被设计、合成出来，并且在器件的发光效率方面达到了与磷光器件相当的水平. 而在2012年以后，分子间的延迟荧光材料受到了广泛的关注，研究者对于激基复合物的TADF发光有了新的认识. 一般来说，激基复合物发光的效率很低，因此在设计OLED器件的过程中都尽量避免激基复合物的形成. 但在2012年， ADACHI 课题组的GOUSHI等[30] 利用给体材料 m-MTDATA和受体材料3TPYMB形成激基复合物发光，得到了5.4%的最大外量子效率. 实验结果表明该激基复合物中高达 86.5%三线态激子通过反向系间窜越转变为单线态激子 . 随后，他们改用PPT作受体材料，制备的器件的最大外量子效率和功率效率分别别达到了10.0%和47 lm/W[31].2013年，HUNG等使用TCTA 为给体材料、 3P-T2T为受体材料制备了双层非混合的TADF黄光器件，器件的最高外量子效率达7.7%[32]，随后他们又将受体材料PO-T2T与给体材料mCP结合，制备了发蓝光的激基复合物TADF器件，器件的外量子效率达到8%. 同时，作者将该蓝光发射激基复合物层和由DTAF∶PO-T2T构成的黄光发射激基复合物层组合在一起，制备成叠层器件，得到了全激基复合物的白光OLED器件，器件的外量子效率达到11.6%[33]. 随后多种结构不同的给体材料和受体材料被研究者使用来制备OLED器件，并获得了超过10%的外量子效率[34-36].总的来说，无论是分子内的延迟荧光材料还是分子间的延迟荧光材料，研究者都是希望在降低S1-T1态能隙(ΔEST)的同时能够保持较高的S1态的辐射跃迁速率, 这也是当前TADF材料研究需要面对的一个主要问题. 另外对于大多数TADF材料的器件来说均存在一个在高电流密度下的效率滚降的问题[5,37], 这是由于反向系间窜越的速率(kRISC)较低, 导致了在器件中累积的长寿命三线态(T)激子发生T-T激子猝灭或T-S激子猝灭.因此，作为新一代的OLED材料，还需要从作用机制，材料分子的设计与合成，器件结构的优化等方面进行更深入的研究.对于OLED材料来说，激子的离域性(束缚能小)有利于XS的提高，而激子的定域性(束缚能大)有利于发光效率的提高，两者是矛盾的. TADF材料侧重于XS的提高往往不利于S1态激子辐射跃迁速率的增加. 为了获得激子束缚能强弱适中的新材料，研究者提出了一种新的理论，即将CT态与局域态(LE)杂化形成新的激发态(HLCT). 这是一种突破激子统计规律的新策略. 与TADF材料通过T1激发态到S1激发态的RISC过程相比，HLCT材料则是利用高能激发态(Tm-Sn, m, n>1)的RISC过程来实现三线态到单线态的转换(图3). 在材料学上将利用低能激发态(T1-S1)的过程称为冷激子过程，而利用高能激发态(Tm-Sn, m, n>1)的过程称为热激子过程，所以HLCT材料又叫作“热激子”材料. 由于HLCT材料是通过独立的“hot-CT激子”通道实现RISC过程以增加单线态S1激子的生成比例的，使得这种S1激子就具有局域态(LE)的高辐射跃迁效率. 理论上说这种材料一方面能够得到最大化的T→S激子转化效率，另一方面又有利于S1→S0的辐射跃迁. 虽然，从发光机制来看HLCT材料和TADF材料一样是通过三线态(T)激子到单线态(S)激子的RISC过程实现XS的增加的. 但由于两者的RISC的路径不同，导致了产生的S1激子的离域状况的不同，因此虽然两种方法都能够增加发生辐射的S1态激子的比例，但得到的S1态激子发生辐射跃迁的速率是不同的，通过HLCT途径获得的S1态激子的离域性更强，发生辐射跃迁的效率更高.从2008年开始，华南理工大学马於光课题组率先开展了HLCT材料的研究[38-40]，他们在研究系列蒽衍生物的电致发光性质时，发现三苯胺取代的蒽衍生物表现出了高的电致发光效率(ηext=6.19%)和器件稳定性，XS约为50%. 理论分析结果表明器件发光效率的提高与材料分子中蒽的LE和三苯胺-蒽间的CT两态共存的发射特征有关. 2012年，LI等[41] 以三苯胺-菲并咪唑(TPA-PPI) 作为发射层材料, 得到了深蓝色电致发光器件, 器件的最大流明效率为 5.7 cd/A, 外量子效率超过5%, XS =28%, 作者通过对TPA-PPI的PL光谱的分析表明发光态激子存在CT成分. 但从固态薄膜的高PL效率(90%)及密度泛函理论(DFT)分析推断, 发光态激子态仍以LE为主. 因此作者认为引入CT态激子成分, 可在一定程度上提高激子利用率而LE态又有利于S激子辐射跃迁速率的提高. 随后，他们通过在TPA-PPI侧基苯环上引入-CN基团增强受体强度[42]，以进一步提高激子的CT态成分, 这种材料作为发光层材料，得到了最大流明效率达 10 cd/A的饱和蓝色器件, 器件外量子效率为7.8%, XS = 98%,作者认为具有离域性的低束缚能CT态激子, 有利于增加XS 的值. 2013年，LI等[43]通过实验和理论计算较为详细地研究了三苯胺-萘并噻二唑(TPA-NZP)分子的发光性能. 以TPA-NZP作为发光材料的非掺杂器件最大发射波长为632 nm, 外量子效率为2.8%, XS=93%. 器件显示出高的稳定性, 在高电流密度下效率滚降较小. 实验证实TPA-NZP的激发态不是两个发光态的简单混合, 而是 LE和 CT态重新杂化成为新的激发态, 而自然轨道跃迁(NTO)分析发现, TPA-NZP 的S1发光态在萘并噻二唑上存在大的电子和空穴波函数重叠(LE特征), 同时分子中又存在明显的三苯胺到萘并噻二唑的 CT 跃迁特征，这是一种分子内杂化局域-电荷转移(HLCT)激发态，HLCT 态既保留了CT 态激子的离域(弱束缚)特性,同时又具有较大的波函数重叠，分子具有一定的定域性, 能够保持S1发光态的较高的辐射跃迁速率. 作者还通过理论计算，在 M06-2X/6-31+G(d, p)水平上计算了激发态能级结构，并与 TADF 材料 4CzIPN 进行了对比. 计算结果表明，TPA-NZP 的低能激发态(S1/T1)具有明显的LE激发态特征,ΔEST≈1.22 eV. 说明TPA-NZP的发光机制与TADF材料完全不同. 进一步的分析表明，TPA-NZP是通过高能激发态(T2→S2)进行RISC过程的，而TADF材料4CzIPN则是通过低能激发态(T1→S1)进行RISC过程的.这是一个突破激子统计的新路径. 这种途径一方面通过独立的“hot-CT激子”通道实现反系间窜越，使XS增大；另一方面，S1态激子又具有 LE 态的高辐射跃迁效率，因此利用这种新的原理有望设计、合成出发光性能更好，器件寿命更长，稳定性更好的OLED材料[44]. 目前这方面的研究已经开始引起研究者的关注.OLED材料的研究已经取得了飞速的发展，但还存在一些制约其应用的问题. 而性能优良的发光材料的研发又是OLED技术的关键. 而基于高激子利用效率的荧光材料被认为是最有应用前景的发光材料. 本文综述了这类基于高激子利用效率的荧光材料的研究现状，对这类材料的发光原理和取得的成就进行了总结. 但是这类材料的研究还存在不少问题，比如：材料的作用机制不明确、器件的稳定性不够、难以实现全色显示等. 这些都要求在发光机制、器件结构的优化和器件制备工艺等方面进行更深入的研究. 但是这些材料体系表现出来的突出优势，使其有望成为低成本、高性能的新一代OLED材料.【相关文献】[1] BALDO M A, O’BRIEN D F, YOU Y, et al. 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有机金属配合物红色发光材料的研究进展

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Eu(I ) BM)3l Sat h
Hua ng等设计了新型的中性配体2一吡啶基苯并咪唑，两个氮原子可以和Eu3+配位，配位氮原子以可以自由旋转的C—C键连接，由于苯并咪唑环上容易进行烷基以及其它基团的化学修饰，因而利用这类配体可以较容易地对配合物的各种性能进行有目的修饰改善[ 9】。分别以DBM和TTA作为第一配体，
利用短寿命三重态发光材料作为能量传递受体，可以克服在高电流密度下的主体与客体发光材料间的能量传递受阻，从而解决高电流密度下器件发光饱和度的问题[ 14。。以I r ( PPy) 。为发光层。高性能的器件来自于材料较短的磷光寿命( 4弘s) ，显著地减小了三线态激子之间的湮灭。
热稳定和电化学稳定性以及适宜的激发态性质，因此已被广泛地应用在染料敏化太阳能电池上。最近有多个研究组报道了利用联吡啶钌作为红色发光染料的电致化学发光器件[ 15, 16] 。这类器件具有发光效率高、启动电压低等优点，而且器件在正向或反向偏压下均能得到红光发射。目前这类红色发光器件在响应速度以及寿命上还不是很理想。
以Ru( bpy) 。C12为代表的钌配合物，是发光电池中常用的材料，但是作为电致发光材料应用到 OLED的研究很少。钌配合物的分子内含有电荷相反的离子对[ Ru( bpy) 。] 2+和Cl - ，这些离子在相应的电极附近聚集，增强了电子和空穴的注入。以Ru ( bpy) 3C12为发光层的器件效率低于0．1％。Ha ndy 等以Ru( bpy) 。PF。为发光层制备的单层器件，效率达到1．o％。Rubner 研究小组将可溶性的配合物Ru ( bp y) 。PF。稀释到聚合物中，器件效率达到3 oA。